Innehåll
"Power" är ett av många termer som används löst i vardagsdiskursen som har en mycket specifik betydelse i fysiken. Andra inkluderar kraft, massa, energi, ström - listan är helt men ändlös.
I fysikparlance är makt helt enkelt energi per tidsenhet, alternativt arbete per tidsenhet, eftersom arbete och energi uttrycks i samma enheter - vanligtvis joules (J), som är SI, eller standard internationell enhet, men också ergs eller, i beräkningar där värme övervägs, antingen kalorier eller BTU. Energi är i sin tur produkten av kraft och avstånd. Force, SI-enheten för vilken Newton är, är produkten av massa och acceleration.
Allt detta är dock helt enkelt bakgrund. Ibland måste du uttrycka kraft i termer av värme genom att länka dessa olika enheter genom tiden, med antingen multiplikation eller delning. Watts till BTU är ett exempel på en sådan omvandling.
Grundläggande härledningar
Kraft är, som noterat, produkten av massa och acceleration:
F = ma
Här, i SI-schema, har kraft enheter av Newton, massan uttrycks i kilogram och accelerationen mäts i meter per sekund kvadrat, eller m / s2.
När en kraft verkar på ett föremål och får det att röra sig är produkten från den applicerade kraften och avståndet objektet rör sig den energi som krävs för att få jobbet gjort. SI-enheten, joule, kan uttryckas för att förenkla vissa beräkningar som en Newton-meter.
Slutligen ger energiuttag per tidsenhet effekt. Återigen att hålla sig till SI-enheter, reduceras joule dividerat med sekunder till en annan SI-enhet, watt. Således är 1 watt (W) en joule energi som förbrukas under en sekund (1 J / s).
Energi och kraft i vardagen
När du stöter på en hänvisning till hästkraften hos, till exempel, en bil, ser du en formell förklaring av kraften hos den maskinens motor. 1 hästkraft (hk) motsvarar 745,7 watt. Eftersom hästkraften hos motorfordon vanligtvis är i hundratals, kan du se att, för vardagsändamål, en watt, och i förlängningen en joule, inte är en mycket stor mängd respektive energi.
Som ett exempel är 1 joule ungefär den mängd energi som krävs för att höja ett 100-gram (0,1 kg) föremål, såsom ett äpple, 1 meter uppåt mot tyngdkraften som verkar i motsatt riktning av det utförda arbetet.
BTU-utgång
BTU, kort för British Thermal Unit, definieras som den mängd värme (energi) som krävs för att höja temperaturen på 1 kilo vatten med 1 grad Fahrenheit. Detta introducerar en komplikation i de flesta fysikproblem, där massan mäts i kilogram (eller olika krafter på tio kilogram) och grader mäts i Celsius, även kallad celsius. 1 BTU räknar ut till 1055.056 joule, eller motsvarande, 1 BTU = 1055.056 watt-sekunder.
Värmeeffekt
Ibland är det användbart att beräkna värmeavledning från strömförbrukning i en hem- eller kontorsinställning. Nätverksföretag mäter mängden energi som en anläggning använder, ofta per månad, i kilowattimmar eller kWh. Kom ihåg att energi är energi per tidsenhet följer det att energi är effekt multiplicerat med tiden. Nätverksleverantörer använder kilowatt gånger timmar snarare än SI-enheten på watt gånger sekunder, eller joule, för att göra siffrorna mer praktiska att använda.
Den mest grundläggande omvandlingen mellan en mätning som involverar watt, specifikt kWh, och BTU är:
1 kWh = 3,412 BTU
Eftersom enheterna för watt och BTU är olika måste du bestämma tidsramen för vilken dessa mängder ska relateras. För fler exempel, se den länkade RapidTables-sidan (under Resurser).